【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚氨酯领域，具体涉及一种弹性聚氨酯材料的制备方法。
技术介绍
1、聚氨酯是一种性能介于橡胶与塑料之间的高分子合成材料，其特点是硬度调整范围宽，既有橡胶的弹性又有塑料的硬度，具有良好的机械性能、耐磨性能和回弹性能，成为了继pe、pp、pvc、ps、酚醛树脂后发展最为迅速的高分子材料。而透明聚氨酯弹性体不仅具有优异的光学性能，同时又具有聚氨酯弹性很宽的硬度范围和较高的机械强度，适用于光学、弹道发射和工艺品制作等，可制作眼镜片、防弹玻璃、商标铭牌等。异氰酸酯的种类、扩链剂的种类、多元醇的种类及分子量等都会影响到聚氨酯弹性体的力学性能以及光学稳定性。
2、聚氨酯弹性体按其制品加工方法可分为浇注型(cpu)聚氨酯弹性体、热塑型(tpu)聚氨酯弹性体和混炼型(mpu)聚氨酯弹性体三大类。热塑性聚氨酯弹性体(tpu)具有独特的软硬段嵌段共聚物的结构，这种结构使得tpu具有强度高、弹性大、耐磨性好、耐油、低温柔软、高伸长率，耐腐蚀性好等优异性能。tpu同时兼具橡胶的高弹性和塑料的易加工性，已被广泛应用于鞋材、板材、管材、薄膜、线缆、汽车部件、医疗及运动休闲等领域。然而目前市面上的热塑性聚氨酯弹性体(tpu)的耐水性和耐候性表现不足，在处于高湿度以及高温的环境下很容易变硬、变黄甚至裂开，这就极大地制约了tpu在电缆护套、汽车部件及输油软管等领域的应用。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种弹性聚氨酯材料的制备方法。
2、本专利技
3、第一方面，本专利技术提供一种弹性聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤1，称取聚四氢呋喃醚二醇置于带有机械搅拌的反应器内，真空升温除水，然后降温降压，并通入氮气作为保护气；
5、步骤2，向步骤1的反应器内加入4,4-二苯甲烷二异氰酸酯，搅拌均匀之后，再加入有机锡催化剂，接着升温至70-80℃，保温搅拌2-3h，得到预聚反应物；
6、步骤3，向预聚反应物内加入n,n-二甲基甲酰胺，混合搅拌至均匀，然后再加入改性扩链剂，继续搅拌混合0.5-1h后，再进行脱泡处理；
7、步骤4，将脱泡后的反应液置于模具内熟化后，在甲醇中沉淀，干燥除去甲醇后，得到弹性聚氨酯材料。
8、优选地，所述步骤1中，聚四氢呋喃醚二醇的除水条件包括：升温至105-115℃，并抽真空，保持1-2h。
9、优选地，所述步骤1中，除水结束后降温至40-50℃，降压至常压，并通入氮气作为保护气。
10、优选地，所述步骤2中，聚四氢呋喃醚二醇为ptmeg-2000或ptmeg-3000；聚四氢呋喃醚二醇和4,4-二苯甲烷二异氰酸酯的质量比是20:11.2-15.8。
11、优选地，所述步骤2中，有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，加入量是4,4-二苯甲烷二异氰酸酯质量的2％-6％。
12、优选地，所述步骤2中，搅拌速度是200-300r/min，搅拌时间是0.2-0.6h。
13、优选地，所述步骤3中，预聚反应物和n,n-二甲基甲酰胺的质量比是1:1-2，改性扩链剂的加入量与预聚反应物质量的比例为1.2-1.8:10。
14、优选地，所述步骤4中，在模具内的熟化温度是100-120℃，熟化时间是2-4h；干燥除去甲醇的温度是50-60℃。
15、优选地，所述步骤3中，改性扩链剂的制备方法包括：
16、s1、3,5-二羧基苯硼酸和环氧溴丙烷混合在反应瓶内，充分搅拌均匀后，再加入少量溴化四丁基铵，将反应瓶置于110-120℃的条件下冷凝回流2-5h，然后降温至40-45℃，得到混合液a；
17、s2、向混合液a内逐滴加入碱液，边滴加边搅拌反应液，滴加速度是40-60滴/min，滴加完毕后，保温搅拌1.5-3.5h，得到混合液b；
18、s3、将混合液b自然降温至室温，然后洗涤三次，静置分层并收集有机相，减压除去过量的环氧溴丙烷，得到环氧改性的苯硼酸化合物；
19、s4、将环氧改性的苯硼酸化合物溶于溶剂内，再加入糠胺，升温至60-80℃，保温搅拌3-8h，反应结束后，除去溶剂，得到改性扩链剂。
20、优选地，所述s1中，3,5-二羧基苯硼酸、溴化四丁基铵、环氧溴丙烷的质量比是1:0.06-0.1:8.2-10.6。
21、优选地，所述s2中，碱液为质量分数30％的氢氧化钠溶液，混合液b和碱液的质量比是1:0.65-0.85。
22、优选地，所述s3中，洗涤是使用50℃的纯水进行洗涤，并且每次洗涤加水量与混合液b体积相同。
23、优选地，所述s4中，溶剂为n,n-二甲基甲酰胺，环氧改性的苯硼酸化合物、糠胺、溶剂的质量比是1:0.84-1.22:10-20。
24、第二方面，本专利技术提供一种弹性聚氨酯材料，采用上述制备方法制备得到。
25、本专利技术的有益效果为：
26、1、本专利技术使用聚四氢呋喃醚二醇作为多醇，以4,4-二苯甲烷二异氰酸酯作为异氰酸酯，制备得到了一种聚氨酯材料，与常规聚氨酯的最大区别为扩链剂的使用不相同，本专利技术的扩链剂是3,5-二羧基苯硼酸经过环氧化后与糠胺进行结合的产物。本专利技术制备得到的聚氨酯材料不仅弹性更好，而且耐水性和耐候性的表现远远优于常规的聚氨酯。
27、2、本专利技术的扩链剂的制备过程具体为：以含有双羧基的3,5-二羧基苯硼酸作为基体，以含有环氧基的环氧溴丙烷作为环氧供体，在升温、碱性以及溴化四丁基铵的作用下，环氧溴丙烷中的br与3,5-二羧基苯硼酸中羧基上的h结合而消去，从而得到含有环氧基的苯硼酸化合物。之后使用环氧改性的苯硼酸化合物和含有氨基的糠胺进行交联反应，氨基使环氧基开环生成羟基，从而使环氧改性的苯硼酸化合物上的环氧基转变为羟基，即最终得到改性扩链剂。
28、3、本专利技术制备得到的改性扩链剂中不仅含有羟基，还含有苯硼酸基以及糠胺提供的呋喃基，作为扩链剂与聚氨酯预聚物结合之后，经过检测发现得到的聚氨酯材料的弹性和力学强度表现都比常规聚氨酯更好，此外耐水性和耐候性也有一定程度地提升。
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1.一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，聚四氢呋喃醚二醇的除水条件包括：升温至105-115℃，并抽真空，保持1-2h。
3.根据权利要求1所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，除水结束后降温至40-50℃，降压至常压，并通入氮气作为保护气。
4.根据权利要求1所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，聚四氢呋喃醚二醇为PTMEG-2000或PTMEG-3000；聚四氢呋喃醚二醇和4,4-二苯甲烷二异氰酸酯的质量比是20:11.2-15.8。
5.根据权利要求1所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，加入量是4,4-二苯甲烷二异氰酸酯质量的2％-6％。
6.根据权利要求1所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，搅拌速度是200-300r/min，搅拌时间是0.2-0.6h。
7.根
8.根据权利要求1所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，在模具内的熟化温度是100-120℃，熟化时间是2-4h；干燥除去甲醇的温度是50-60℃。
9.根据权利要求1所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，改性扩链剂的制备方法包括：
10.根据权利要求9所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，3,5-二羧基苯硼酸、溴化四丁基铵、环氧溴丙烷的质量比是1:0.06-0.1:8.2-10.6；碱液为质量分数30％的氢氧化钠溶液，混合液B和碱液的质量比是1:0.65-0.85；所述S3中，洗涤是使用50℃的纯水进行洗涤，并且每次洗涤加水量与混合液B体积相同；所述S4中，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，环氧改性的苯硼酸化合物、糠胺、溶剂的质量比是1:0.84-1.22:10-20。
...【技术特征摘要】
1.一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，聚四氢呋喃醚二醇的除水条件包括：升温至105-115℃，并抽真空，保持1-2h。
3.根据权利要求1所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，除水结束后降温至40-50℃，降压至常压，并通入氮气作为保护气。
4.根据权利要求1所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，聚四氢呋喃醚二醇为ptmeg-2000或ptmeg-3000；聚四氢呋喃醚二醇和4,4-二苯甲烷二异氰酸酯的质量比是20:11.2-15.8。
5.根据权利要求1所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，加入量是4,4-二苯甲烷二异氰酸酯质量的2％-6％。
6.根据权利要求1所述的一种弹性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，搅拌速度是200-300r/min，搅拌时间是0.2-0.6h。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉龙，
申请(专利权)人：惠州市远安新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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